通过复盘近三年美国的三轮芯片封锁,我们总结出中国半导体发展的三个阶段:
第一轮封锁:2019年5月限定华为终真个上游芯片供应商,目的是卡住芯片下贱成品。
第二轮封锁:2020年9月限定海思设计的上游晶圆代工链,目的是卡住芯片中游代工。

第三轮封锁:2020年12月限定中芯国际上游半导体供应链,实质是卡住芯片上游设备。
我们看到美国的封锁是顺着家当链一贯到最上游的底层供应链。
华为作为中国科技的丰碑,其家当链极为繁芜。我们试图从四个角度:运用、生态、芯片、穿透,层层递进,逐步进阶来理解华为,并借此窥伺国产半导体家当集群的未来机遇。
1. 运用视角看华为:发展飞轮上的华为
我们基于亚马逊原始飞轮的核心思想,复盘华为过去30年“起承转合”的业务发展过程,率先提出华为作为中国乃至环球领先的无边界扩展的科技巨子,其业务扩展路径同样符合飞轮模型的底层算法。本节旨在通过借鉴该理论,从四个层次构建华为发展的飞轮模型,以运用的视角来探寻华为的业务轨迹和发展边界。
(1)底层飞轮(起):紧张是指ToG的运营商业务。运营商业务是华为故事的出发点,完成了原始积累,在经历2G起步、3G追赶、4G同步后,并实现5G超越。公司的通信设备产品完全布局基站接入网,传输网以及核心网络百口当链。经由4G多年的积累,2017年华为首次超过爱立信成为环球最大电信设备运营商,2019年运营商业务收入2967亿元。5G时期公司制订行业通信标准,抢占先发上风。华为的运营商业务是完成原始积累的业务,并通过研发不断提高运营商业务地做事质量,形成正向循环,带动飞轮的高速旋转。
(2)第二层飞轮(承):紧张是指ToC的消费者业务。消费者业务以智好手机为核心硬件,向外辐射手机配件、个人电脑和平板电脑、可穿着设备、智能家居产品等硬件终端,以及互联网运用等,核心在于打造人的数字化与互联化。华为消费者业务的成功同样适用于我们提出的“4A”护城河理论,始于颜值:来自外不雅观极致设计和工艺;痴于交互:华为在光声触等人机交互领域逐渐成为创新的引领者;忠于生态:打造消费者业务全场景聪慧化IoT生态系统;成于运营:环球视野下极致的供应链管理体系。华为致力于为消费者打造全场景、聪慧化的极致体验,进一步提高了客户满意度。
(3)第三层飞轮(转):紧张是指ToB的企业业务。企业级业务志在拓展万亿新蓝海,华为基于在运营商业务中积累的能力,拓展ICT家当,2018年营收打破100亿美元,年复合40%增长,中国区营收超过500亿元,云伙伴数量增长近1倍,在线用户增长15倍,在该领域已经远超本土竞争对手。公司携手上万家公司互助共赢一起分享成功成果。通过“无处不在的联接+数字平台+无所不及的智能”,致力于做数字中国的底座。企业业务通过打造数字平台为底层飞轮供应了有力支撑。
(4)第四层飞轮(合):紧张是指供应底层根本举动步伐的ToT业务。全栈+全场景芯片是华为2C、2B、2T业务的底层技能支持。1、麒麟是环球领先的国产SoC芯片,紧张面向华为智好手机。2、昇腾AI芯片采取“达芬奇架构”,实现全场景覆盖,同时为2C的消费类产品、2B的做事器、2T的IoT终端供应AI办理方案。3、鲲鹏芯片紧张用于泰山系列做事器,为云打算业务供应强大算力。4、5G芯片包括终端基带芯片(巴龙系列)和基站核心芯片(天罡芯片)是数字天下的内核。华为To T业务聚焦构筑全栈的平台能力和端到端做事能力,并开展全方位生态互助,成为前三大飞轮正常运转的有利支撑。
2. 生态视角看华为:鲲鹏/鸿蒙生态
华为四大运用处景的实现源自于硬件与人的交互,而隐含在硬件与人之间的软件起到了主要的联结、优化浸染。华为以做事器为窗口,以鲲鹏芯片为基石,将家当版图扩展到虚拟化、大数据平台、存储、数据库、中间件、云做事、管理做事等软件场景,塑造了伟大的鲲鹏生态体系。
开拓者是鲲鹏生态持续扩展的核心动力,华为“根本软件”方向的发展为开拓者赋能。华为推出CloudIDE助力开拓者支配鲲鹏云原生运用,向开拓者供应按需配置、快速获取的事情空间,帮助开拓者者节制软件迁移、编译构建和系统优化的能力等。华为打造面向B真个开源操作系统openEuler,奠定了鲲鹏软件生态的根本平台。
基于CloudIDE开拓平台和openEuler操作系统,华为与优质互助伙伴不断对鲲鹏生态增砖添瓦,与用友网络、金蝶国际互助聚焦于ERP领域的发展,与中国软件、太极股份互助推动数据库培植,与东方通、普元信息等互助着力于中间件发展,与金山办公、万兴科技互助推进办公软件领域国产化发展等。
鸿蒙生态潜力巨大,HMS助力华为乘风破浪。在鲲鹏生态茁壮发展确当下,华为也在逐步构建消费电子领域的鸿蒙生态。在消费电子场景下,华为构建面向C真个“鸿蒙生态”,并通过HMS搭起运用APP与鸿蒙OS之间的桥梁。就像GMS为Android生态保驾护航一样,华为的“鸿蒙”也须要HMS为其优化与第三方APP的交互来提升用户的利用体验,从而助力华为外洋市场的持续拓展。
3. 芯片视角看华为:芯片自主设计的进阶
华为生态的基石来自于芯片支持。硬件举动步伐须要芯片掌握其功能的实现,软件须要依照芯片架构确定其开拓办法,芯片是华为生态实现的底层根本。从运用处景到底层芯片,华为完成了“终端-生态-芯片”的家当布局。
在ToG场景,华为对终端基带芯片(巴龙系列)和基站核心芯片(天罡芯片)持续迭代,捉住5G基建带来的历史机遇。
在ToC场景,华为麒麟是环球领先的国产SoC芯片,以智好手机为核心窗口,向外辐射手机配件、个人电脑和平板电脑、可穿着设备、智能家居产品等硬件终端,以及互联网运用等。
在To B场景,华为鲲鹏芯片奠基了openEuler生态,做事于做事器场景,紧张用于泰山系列做事器,为云打算业务供应强大算力。
在ToT场景,华为升腾AI芯片采取“达芬奇架构”,实现全场景覆盖,同时为2C的消费类产品、2B的做事器、2T的IoT终端供应AI办理方案。并且,华为还有专注于家庭场景的凌霄系列芯片,专注于视频编解码的IPSoC芯片等。
作为中国自主芯片研发的代表企业,华为的芯片开拓代表了中国该领域的最高水平,是中国摆脱芯片技能依赖的强大支撑。然而,芯片设计并不是一挥而就,华为在芯片架构和EDA软件方面也须要依赖其他厂商的技能支持。华为的芯片设计须要ARM的IP核授权,须要Synopsys、Cadence、Mentor三家高端EDA软件工具,纵然有部分国产预备厂商,但前辈制程仍难以知足需求。
4. 穿透视角看华为:正在崛起的中国半导体家当
华为海思的芯片经由20多年的发展已经在浩瀚领域达到天下顶级水平,芯片设计作为家当链的一环,还须要来自台积电制造代工环节的支持,而支撑全体制造代工环节的关键一环则是半导体六大核心设备(光刻机、刻蚀设备、镀膜设备、检测设备、洗濯设备、离子注入机等)。
把华为半导体元器件分为五大板块(SOC芯片、面板、存储芯片、CIS、通信射频芯片),通过对每一细分板块家当链进行穿透式剖析,我们认为在家当链一体化协作体系下,设备、制造、材料等三大国产半导体公司集群将迎来历史性机遇。
对付SOC芯片,以麒麟990系列为例。目前,环球EDA工具市场基本被Synopsys、Cadence、Mentor等三巨子瓜分,这就导致了海内集成电路设计公司险些100%采取国外的EDA工具。代工环节支撑麒麟系列生产的紧张为台积电,其当前产线上半导体六大设备紧张为:光刻机(ASML、佳能、尼康)、刻蚀设备(运用材料、泛林)、沉积设备(运用材料)、检测设备(科磊半导体、泰瑞达)、洗濯设备(科磊半导体)、离子注入机(Axcelis)等。
对付面板,以OLED为例,其生产厂家紧张为三星、京东方,但其产线上的尖端设备多为国外入口设备。LTPS-AMOLED工艺流程领悟显示面板行业的诸多尖端技能,尤其是TFT阵列和Cell成盒两段工艺,包含浩瀚繁芜工艺,关键设备基本由美国、日本、韩国企业所垄断。蒸镀是OLED的核心,环球蒸镀机(尤其蒸镀封装一体机)生产险些被Canon Tokki独占。美国Coherent公司更是在AMOLED技能前段核心制程工艺拥有绝对领先上风的LTPS退火的线束准分子激光系统供应商。在面板材料方面,玻璃基板的生产也长期以来由美国的康宁(Corning),日本的旭硝子(AsahiGlass)所垄断,个中康宁的市场份额靠近50%。
对付存储芯片,存储芯片作为半导体家当链的最大下贱,在全体集成电路市场中占比最高,市场集中度也最高。环球存储芯片市场份额基本由前三巨子垄断(三星、美光、海力士)。存储芯片的生产设备与SOC芯片类似,紧张为光刻机(ASML、佳能、尼康),刻蚀设备(运用材料、泛林)、沉积设备(运用材料)、检测设备(科磊半导体、泰瑞达)、洗濯设备(科磊半导体)、离子注入机(Axcelis)等。
对付CIS,在供应商市占率分布方面,Sony与三星仍是环球最紧张的CIS元件供应商,两家公司联手共计近七成市占率。豪威科技作为中国海内CIS元件的有名厂商,生产CIS元件的代工厂有中芯国际、台积电、华虹、华力等,以上代工厂产线上的核心设备包括:刻蚀设备(运用材料、泛林)、沉积设备(运用材料)、洗濯设备(科磊半导体)等。
对付射频前端,射频前端模组紧张由射频开关、LNA、PA、滤波器、双工器五部分构成,个中,高端滤波器和PA被国际巨子垄断。滤波器紧张有SAW和BAW两大类,在SAW滤波器市场中,前五大厂商(Murata、TDK、TAIYOYUDEN、Skyworks、Qorvo)霸占了95%的环球市场,而BAW滤波器市场基本被Broadcom所垄断。环球PA市场绝大部分份额也是被Skyworks、Qorvo、Broadcom、Murata霸占,合计市场份额为96%。由于仿照器件对工艺哀求较高但对制程哀求较低,目前环球射频器件龙头厂商大多采取IDM模式,而海内射频器件厂商则以Fabless为主。海内紧张射频代工厂商三安集成核心设备紧张包括:刻蚀设备(运用材料、泛林)、沉积设备(运用材料)、洗濯设备(科磊半导体)等。
通过对各个半导体元器件的拆分来看,华为已经在其领域做到了极致,但是半导体家当链不可能由一家公司完备承担,当现代界已经形成一体化协作体系,这个体系不应也不可逆转,但也须要国产半导体供应链的共同努力建立完备生态。半导体行业作为环球化分工的行业,未来必将面对家当链的共同发展。站在智能天下的入口,半导体家当的机会将远大于竞争!
为了应对这种生存环境的巨变,中国半导体工业也进行了三轮大级别的调度:
第一个阶段:终端厂带动上游设计和封测。
我们将半导体分为上中下贱,个中最下贱的便是fabless和封测,芯片下贱与终端厂(手机、电脑等)直接绑定,以是我们看到2019年华为被美国列入实体清单后,将相称部分的芯片订单转移到海内“备胎”供应链,直接显著推动了国产芯片设计(仿照、数字、射频、存储)和封测公司收入、古迹的加速增长。除了采购国产供应链,华为海思依据其多年深厚的专利积累和研发,在芯片设计的多个领域都做到了天下一流水平,全体芯片设计行业由于外部压力引来了一次大级别的拉动,这是2019年开启的A股半导体牛市背后的缘故原由。
第二个阶段:fabless带动上游晶圆代工厂。
由于环球所有晶圆厂包括台积电都采取了大量美国技能(半导体设备、材料、EDA/IP),美国对华为的第二轮实体清单限定直接针对Fab代工,此时中国半导体家当的紧张抵牾已经从短缺芯片成品,到短缺芯片代工。在外洋Fab厂不能为华为海思供应晶圆代工后,国产晶圆厂成为替代必选方案,中芯国际经由多年的发展,在国产fabless巨子的通力合营下,已经在2020年量产了14nmFinFET工艺,并向N+1节点过渡,这是中国集成电路行业历史性打破,成为环球第三家FinFET fab成员,代表了工艺调校方面的阶段性打破,也为国产成熟工艺fab厂供应了履历。
第三个阶段:晶圆厂带动上游设备和材料。
在FinFET工艺陆续打破之际,2020年末美国新一轮实体清单直接指向了fab中芯国际,由于半导体设备是晶圆厂的底盘,而美系设备商大约霸占了一条fab产线的50%份额(PVD、刻蚀机、CVD、Imp、Clean、Furnace),AMAT、LAM、KLAC都是环球垄断级别的设备巨子,在前辈节点工艺上依旧无可替代。但是在成熟工艺节点,国产和日本设备可以实现相称程度的替代,当下摆在中国半导体工业紧张抵牾已经不是短缺工艺,而是短缺半导体设备和材料。由于欧洲ASML的DUV光刻机(.13um -7nm)一贯无阻碍供应中国,以是未来中国半导体工业的核心抵牾便是从根技能(半导体设备、材料)上补短板,实现真正的供应链安全。
在国产替代+周期复苏的双重驱动下,看好设备、制造、材料等三大国产半导体公司集群将迎来历史性机遇。
基于此,未来中国半导体将走向成熟工艺、走向双循环、走向根技能
1、由纯挚追求前辈工艺 ->回归成熟工艺 (“新55nm”远大于“旧7nm”)
2、由外循环 ->内外双循环(去A化,而不是国产化)
3、补短板由干技能 -> 根技能(设计、制造实在不是根技能)
免责声明:本文由作者原创。文章内容系作者个人不雅观点,半导体行业不雅观察转载仅为了传达一种不同的不雅观点,不代表半导体行业不雅观察对该不雅观点赞许或支持,如果有任何异议,欢迎联系半导体行业不雅观察。
本日是《半导体行业不雅观察》为您分享的第2809内容,欢迎关注。
晶圆|集成电路|设备|汽车芯片|存储|台积电|AI|封装